JP4456477B2 - 環状軌道構造を有する包装装置およびフィルム供給装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

発明の分野
本発明は、請求項１の前提部で定義された包装装置に関する。本発明は、また、請求項１２の前提部で定義された包装装置のためのフィルム供給装置に関する。

発明の背景
たとえばコイルなどの様々な物品の包装のためにそのようなものとして知られている包装装置が用いられ、包装フィルム、好ましくはプラスチック製の薄く透明なストレッチフィルムによって包装が施される。フィルムロールは、通常、フィルム供給手段に嵌め込まれ、該フィルム供給手段は、物品の全体を取り巻くか、または物品の中心線上にある開口を通過する台車であって、環状構造とそこに形成される軌道に沿って移動する台車に設置される。

しかしながら、このような装置は、台車が物品から連続的に同じ距離にはないので、各瞬間にフィルムロールから供給されるフィルムの量が環状軌道上の様々な位置で変化するという問題がある。いくつかの地点では、物品と台車との間のフィルムが常時充分に張った状態ではない程、距離はなお一層減少する。これによって、包装の質は下がり、フィルムのからまりや他の問題を生じる。

ある包装装置が、欧州特許出願公開第０９３６１４２号明細書に開示されており、これは米国特許第６１９２６５３号明細書に対応する。この装置は、フィルムを案内するロール装置を含み、フィルムの張力を維持するためにフィルムに対向して設けられたロールを有するが、なおフィルムの供給方向にフィルムと共に回転することが可能である。ロールは、モーメント制限装置によって、反対方向にロールを回転させる傾向にあるモータ装置に連結されているが、フィルムの張力は設定モーメントを超えるので、ロールは反対方向に回転しない。フィルムが緩んでいる場合には、ロールは反対方向に回転でき、フィルムがフィルムロールに巻き戻されて、前記の問題は解消される。しかしながら、フィルムロールにもモーメント制限装置が備えられるので、問題は案内ロールとフィルムロールとの動作が同期することに関係する。

別の装置が欧州特許第０９３６１４１号明細書に示されており、この装置では、フィルムの張力が連続的にセンサ手段で監視され、フィルムロールはモータによって回転可能である。フィルムが緩んでいることが見つかれば、フィルムロールは逆方向に回転させられ、緩んだ部分はフィルムロールに巻き戻される。この装置はフィルムロールに補助モータを要し、台車に設置し難く、台車の重量をかなり増やす。

ある既知の装置は、欧州特許第０５４４３１２号明細書に開示されており、これは米国特許第５２８２３４７号明細書に対応する。この装置は台車にロール装置を含み、必要であれば、緩んだフィルムを蓄積可能である。このロールのうちいくつかはばね力によって移動し、フィルムの張力の変化によって制御される。このロールは広い空間を要し、台車の重量を増加させる。重量の増加は台車の動きをより困難にし、または、さらなるパワーの要求と、パワフルなモータの設置に関する問題とを伴う。

発明の要約
本発明の目的は、先行技術の不都合を改善し、それに代わる包装装置を提供することである。本発明によって、電気センサおよび補助モータを適用することなく緩んだフィルムを巻き戻すことができ、台車を前進させるための手段に連結されている台車にそのような構造を回避することができ、構造はより単純になって、異なる部品の設計は別々のままでよい。

本発明に従う包装装置は、請求項１の特徴部分において示されるもので特徴付けられている。本発明に従うフィルム供給装置は、請求項１２の特徴部分において示されるもので特徴付けられている。

本発明によって、台車を設計することがより容易になり、代替物または全く新しい種類の構造を使用することがより容易になる。なぜなら、緩んだフィルムに対処する構造は必ずしも、たとえば台車を移動させるためのモータ、または変速機構と協働する必要はないからである。交換能力は向上し、部品の交換および保守整備はより容易になる。

発明の詳細な説明
以下の説明において、添付された図画を参照とする本発明の好適な実施例を例として使用することにより、本発明がより詳細に説明される。

図１および図２は、フィルム供給装置１の動作の原理を示しており、この説明において、装置１は台車とも呼ばれ、供給手段１０，１２，１３，１４，１５は案内ロールとも呼ばれる。台車１と案内ロールとは、動作を示す概略縮小図で表されている。図１は、供給されるべきフィルム９が、規定またはそれ以上の張力で、適切に張られており、フィルムロール８から前方へ、そしてさらに進んで、被包装物周囲に供給される状況を示している。フィルム９の先端は、物品に貼り付けられ、台車１が移動すると、同時にフィルム９は案内ロールの作用によって締め付けられ、フィルム８から巻き解かれる。図２はフィルム９が緩まり、フィルムロール８に巻き戻される状況を示している。

台車１は、内部で機能部分が連結されたフレーム構造２を含む。示されている台車１はモータも、台車１が軌道構造３に沿って所望の経路に従って移動する力の作用による手段もなしに表されている。モータ、つまり台車を前進させる手段２６は、そのようなものとして知られている手段によって実施可能であり、フレーム２には、たとえば軌道３上の歯に対向して設けられた歯付き車輪を回転させる電気モータが設けられる。歯付き車輪によって、台車１は前方に駆動され、同時に、滑り接続によって必要な電気が供給され、台車１には接点が設けられ、軌道３には電気導体軌道が設けられ、それに沿って台車の接点が滑走する。軌道３は、無端経路を形成する環状軌道であり、該環状軌道に沿って台車１が走行する。軌道３は、たとえば、２つの水平方向の軌道部分を含む形であり、その２つの水平方向の軌道部分は一方が他方の上方にあり、垂直方向のアーチ型のような軌道部分で接続されており、そこでは、円運動中に、水平で、かつ台車１が移動する平面を横切る方向のまわりを、台車１が周回する。台車１を異なる位置で支える移動部分２９の上側車輪４，５と下側車輪６，７とによって、台車１は軌道３に支持されている。これらの車輪は軌道３の両側に設置されている。軌道３は、たとえば、フレームに支持され、または接続されている平板構造である。

台車１には、フィルムロール８が備えられる。フィルム９は該フィルムロール８から供給され、ロールを台車１から分離し、さらに、環状軌道の内部あるいはそこを台車１と軌道３とが通過するように置かれた被包装物のまわりにロールを案内することによって、フィルム９は案内される。この場合、特に、大きい内部開口を有する金属帯から成るコイルが適当である。必要であれば、軌道は、開口可能なポート、または複数の可動部分を備えて、軌道３を前記被包装物内に挿入可能にして、台車１の連続軌道を形成する。さらに、回転装置は軌道構造３の下に設置され、包装中コイルを回転させ、コイルの各部分が包装され得る。コイルの回転軸は軌道と平行に設置されている長手方向軸である。

案内ロールは、ブレーキをかけてフィルム９を適切に張った状態で保持し、フィルムを予め張り、案内することにも対処するために用いられる。示されている実施形態において、案内ロールは、フィルム９の張力によってその位置が左右されるカムロール１０をも含む。したがって、カムロール１０は、フィルムの張力を検出し、その位置が張力に左右される手段である。カムロール１０は、回転可能なレバー１１に接続されており、該回転可能なレバー１１の他方の端はロール１２の回転軸に接続されているか、別の固定位置にある。ロール１２は回転自在である。前記案内ロールは、フィルムロール８から巻き戻されたフィルム９を案内するフリーロール１５をも含む。ロール１３，１４はロール１２，１５間に備えられている。変速機で相互に連結しているので、ロール１３はブレーキロール１４と協働し、相互に同期しながら回転する。変速機は、シャフトのまわりに、ロールの端部に設置された歯付き車輪によって、実施されることが好ましい。ロール１２，１３，１４，１５の位置は、フィルムロールと同様、相互に関連しつつ、定められている。

台車１は、フィルムロール９が張っているときには軌道３と接触しない駆動ロール１６をも含む。駆動ロール１６およびフィルムロール８は、固定された変速機１７，１８，１９で相互に連結され、該変速機１７，１８，１９は、同期しながら同一方向に回転する。変速機の歯車装置は、好ましくは歯付きベルト１７、歯付きベルト車１８，１９によって実施される。この場合、変速機は固定され、駆動機構は、また、フィルム張力が所定値かそれ以上である場合にフィルムロール８からフィルムが供給される方向に、フィルムロール８と共に回転するように設けられる。図１の状況において、ロール１６を回転させる力の作用は、フィルムロール８から得られ、該フィルムロール８は、巻き戻されている張ったフィルム９によって、順に回転させられる。張ったフィルム９は、その力の作用によって、駆動ロール１６が軌道３から離れた状態を維持し、それは、駆動ロール１６もレバー２０に連結されるように、レバー２０によって実施される。レバー２０は、レバー１１またはカムロール１０に、カムロール１０の動きもレバー２０の位置に影響を与えることになるように、順に連結される。レバー２０が駆動ロール１６を移動させる傾向にある場合には、駆動ロール１６がフィルムロール８に関して回転し、軌道３から離れるように、駆動ロール１６はフィルムロール８に連結される。駆動ロール１６とフィルムロール８とのシャフト間で連結されるレバー２１によって、回転は可能になる。カムロール１０とレバー１１，２０は、駆動ロール１６を制御し、これによって、駆動構造の駆動力源への接続および切断を制御する機構を構成する。

駆動ロール１６と、ばね２２と、歯車装置の部品１７，１８，１９とは、フィルムロール８を回転させ、その駆動力を、機械的接点２６を介して受け取る駆動構造を構成する。この場合、この接点は静止軌道３に沿って回転している駆動ロール１６の接点であり、摩擦力は、ばね２２によって軌道３の表面に対して押圧される駆動ロール１６を回転させる。フィルムの張力の力の作用がより大きい場合、ばね２２の作用を圧倒し、駆動ロールは軌道外に引っ張られ、接点が外れる。この場合、注目すべきは、駆動力は台車１が進行中に発生されるのみであることであり、駆動力源は、台車１と環状軌道構造３との間での運動である。また、機械的接点２６も、軌道３に対向して設置される環状クローラ軌道によって形成可能である。さらに、軌道３は、一定の間隔で設置されるピンあるいは他の突起を備えることが可能で、これらのピンあるいは他の突起は、台車１の駆動構造における対応する手段に衝突し、そうすることで、駆動機構とフィルムロールとを逆方向に、たとえば段階的に、移動させ、あるいは回転させる。張ったフィルム９は、もはや突起に衝突しないように駆動機構を移動させるが、緩んだフィルム９は接触を許容する。図２では、接触は連続的であるが、上述のように突起と接続した状態で部分的または周期的でも可能である。この目的は、フィルムロール８を逆方向に回転させることである。

緩んだフィルム９の力の作用は、ばね２２の力の作用に抵抗するには充分ではなく、図２に示されているように、ばね２２は、軌道３に対向する駆動ロール１６を押圧する。ばね２２の代わりに、気体ばね、または適した抗力を備え、かつ好ましくは調整可能である他の手段を適用することも可能である。さらに、緩んだフィルム９はフィルムロール８上に巻き戻されなければならず、それは、フィルムロール８を回転させる力の作用を駆動ロール１６から供給することによって実施され、該駆動ロール１６は今、軌道３に対向して押圧され、軌道３に沿って回転する傾向がある。台車１は軌道３に沿って駆動され、これはロール１６の回転をも生じさせる。図１の状況に比べ、駆動ロール１６の回転方向は逆転し、同時にフィルムロール８の回転方向が逆転し、今度は緩んだフィルムロール９がフィルムロール８上に巻き戻される。

軌道ロール１６または軌道３の表面、もしくはその両方は、駆動モータの車輪または駆動ロールの滑走または滑りを防止するために、粗くてよく、また適切な模様のエンボス加工を備えていてよい。このように、軌道３にも歯が設けられていてよく、それに対向してロール１６の対応する歯が置かれる。軌道３または駆動ロール１６も、接点１６におけるより大きい摩擦を生じさせるために、ゴムなどの適切な材料で覆われていてよい。

フィルムロール８は、好ましくは空になったフィルムロールが充分巻きのある新しいフィルムロールに容易に交換されるように、その回転軸に装着されている。ロール１３，１４間の間隔は、好ましくは調整可能に設定されることが可能である。ばね２２または対応する気体ばねは、軌道３の方へレバー２１または駆動ロール１６を押圧する傾向があるようにも設置可能である。図１では、ばね２２は、軌道３の方へレバー２１と駆動ロール１６を引く傾向があるように連結されている。実施の一形態においては、フレーム２が２つの平行な板を含み、その間に案内ロール１２，１３，１４，１５が各端部において軸受に装着されている。この板の間には、構造を支持し、補強する接続構造が存在してもよい。したがって、図１を見ると、前面の板が取り外され、後面の板のみがさらけ出されている。レバー２０は、好ましくは前面の板の外側に設置され、前面の板は、ロール１６のシャフトが移動可能な溝を備える。フィルム８を支持しているシャフトは、順に、この板の１枚のみにある軸受に装着されており、反対側の板には開口が備えられ、ここを通ってフィルムロール８が交換可能である。したがって、台車１には、交換可能および回転可能なように、フィルムロール８を台車に固定することを可能にする手段が備えられている。ロール１０，１２，１３，１４，１５の長さは、フィルム９の幅以上である。駆動ロール１６の幅は狭く、シャフト軸頚２５の一方端のみが、図３で示されているように、レバー２１の軸受に装着される。

実施の一形態においては、上側車輪および下側車輪の数は全部で８個あり、それらは軌道３の各縁部に近接して、かつ軌道３の両側に設置されている。示されている実施形態では、軌道３の幅は実質的に台車１の幅に相当する。それぞれの板には４つの車輪が備えられており、軌道３の端の周囲まで延びるこのような構造によって、下側車輪はフレーム２に接続されている。ロールと車輪との軸受への装着およびそれらの設置は、機械的要素を利用して実施される。該機械的要素は、そのようなものとして知られ、図１、図２および図３の台車１の原理でそれを適用することは、この説明に基づいて、当業者にとって自明であろう。ばね２２と他の機能の力の作用の調整は、簡単に実施可能であり、純然たる試用と適した要素の選択とに基づくことも可能である。

図３は、軌道３がエレベーション２４も備える場所で、駆動ロール１６と案内ロール２３とが軌道３の方へ押圧される場合の駆動ロール１６と案内ロール２３とだけを詳細に示す。この場合、エレベーション３はガイドプロフィールを形成し、該ガイドプロフィールに沿って、案内ロール２３が回転し、駆動ロール１６を軌道３から外す。このように、案内ロール２３は、図２に示された接点２６を分離して駆動ロール１６を移動させる。図では、ロール１６および２３は軌道３の方向から見られている。すなわち、台車１の運動は図１または図２と比べて右側から見られている。

駆動ロール１６は今、軌道３から外され、より正確な方法で巻き戻しを案内し、時期を選ぶことができるようにする。この目的のために、回転自在のロール２３が、駆動ロール１６と同じシャフト上に設置され、その直径が駆動ロール１６の直径に相当する場合、ロール２３も軌道３に沿って回転するであろうし、その直径が駆動ロール１６の直径より小さい場合には、平面軌道３に対向して設置されることはないであろう。駆動機構は、案内ロール２３を介してその駆動力を受けることはない。今、軌道３は、案内ロール２３によって所望の位置にガイドプロフィール２４を備えることができ、案内ロール２３が駆動ロール１６を持ち上げて軌道から外すために用いられることが可能で、フィルムロール８は逆方向に回転しない。この状況は、図１の状況に相当するが、エレベーション２４を用いて、強制された制御を用いることで、今、アクティブ手段によって供給可能である。シャフト２５に接続された案内ロール２３は、駆動ロール１６を案内し、これによって、駆動構造の駆動力源への接続および切断を案内する機構を構成する。案内ロール２３は、レバー２１に連結されることもでき、レバー２１は、順に、駆動ロール１６を移動させる。形状および案内ロール２３の力の作用が、適した方法で方向付けられる場合、案内ロール２３は、駆動ロール１６を持ち上げて軌道３から外すレバー２０に連結されてもよい。駆動ロール１６は軌道３の下に設置されることも可能で、レバーの動作方向はこの状況に対応するように設けられなければならない。同様に、案内ロール２３が軌道３の反対側にあってもよく、案内ロール２３は駆動ロール１６を対応する方法で移動させるように設けられなければならない。エレベーション２４も、軌道３に平行かつ案内ロール２３が追随する別の軌道構造として構成されることが可能である。前記軌道は途切れなく、軌道３の区分にのみ設置されることができる。これも、強制案内が所望の地点で必要とされるだけであるため、エレベーションでは典型である。好ましくは、ガイドプロフィール２４が調整できるか、もしくはその長さが、たとえば延長片によって変更される。

フィルム９の作用が予めよく知られている場合、または非常に恒常的な形の物品が包装される場合、フィルムが緩むことは事前に予測でき、これにより、軌道上で巻き戻しが必要となる地点が予め知られている。本発明の簡単な実施形態では、駆動機構はガイドプロフィール２４のみからその制御を受け、カムロール１０またはレバー２０の動きは不要である。図１、図２および図３に示された実施形態では、ガイドプロフィール２４と移動するカムロール１０との両方が使用されている。強制案内が不要な場合、またはカムロール１０の操作が充分正確でない場合は、ガイドプロフィール２４は必須ではない。

駆動ロール１６の位置は、電気作動装置で形成される機構によって設定されることもでき、カムロール１０の動きによって制御された作動装置は、必要であれば、駆動ロール１６を軌道３から引き離す。カムロール１０の位置は、張力指標として使用され、作動装置を回転運動または直線運動における動作に連結する。この目的のために、フレーム２は作動装置を装備していなければならず、センサおよび／またはは作動装置のための電化が提供されていなければならない。この場合、そのようなものとして知られている滑り接触が適用される。該滑り接触は、軌道３に装着されたガイドに沿って滑る。張力指標は、案内ロール２３とセンサによって作動装置を案内するガイドプロフィール２４のみであることもある。これらの実施形態において、台車１は電化されていなければならず、簡単で純粋に機械的なシステムのすべての利点は得られないであろう。より複雑なシステムも本発明の実施の一形態で示されている。該実施の一形態例では、センサが台車１で使用されて、軌道３上の台車１の場所を発見し、その場所に応じて駆動ロール１６の位置が制御される。たとえば、センサは、機械的、光学的または電気的に、マークを検知する。該マークは、軌道３上に固定され、好ましくは可動で、交互に駆動ロール１６を解除し、または元に戻す。

本発明は、上記に示された好適な実施形態に専ら限定されることはなく、添付の請求項の範囲内で変更することができる。たとえば、上側車輪と下側車輪とが、たとえば、別々のフレーム構造に接続され、該フレーム構造内では、フレーム２が保守整備および壊れた部品の迅速な交換のために接続されるよう設けられる。別々のフレームは、たとえば車輪の異なるセットまたは異なるモータを備え、異なる軌道に対するモータ代替物の選択は容易で迅速であり、多様な交換可能モジュール構造を形成することが可能である。

側方から見た、包装装置の軌道構造に連結されるフィルム供給装置を、フィルム張力が同時に所定値かそれ以上である場合の動作とともに示す。 側方から見た、包装装置の軌道に連結される台車装置を、フィルム張力が同時に所定値よりも低い場合の動作とともに示す。 軌道構造の方向に見た機構の案内車輪を示す。

Claims (14)

1. 閉鎖環状経路を形成する軌道（３）と、前記経路に沿って周回し、被包装物の周囲にフィルム（９）を供給するように設けられるフィルム供給装置（１）とを少なくとも含む包装装置であって、フィルム供給装置（１）は少なくとも、
   フィルム供給装置（１）に、回転するようにフィルムロール（８）を固定するための手段と、
   供給手段（１２，１３，１４，１５）であって、フィルム（９）が所定のフィルム張力で供給されるように設けられる供給手段（１２，１３，１４，１５）と、
   フィルム（９）がフィルムロール（８）上に巻き戻される方向にフィルムロール（８）が回転するように設けられ、駆動機構（１６，１７，１８，１９，２２）および環状の軌道（３）間の機械的接点（２６）によって、その駆動力を受けるように設けられる駆動機構（１６，１７，１８，１９，２２）とを備える、包装装置において、
   フィルム供給装置（１）はさらにまた、
   前記接点を分離するように、および再接続するように設けられる制御機構であって、フィルム張力に基づき、もしくは前記軌道上のフィルム供給装置（１）の場所に基づき、またはこれら両方に基づいて制御される制御機構（１０，１１，２０，２３）を含むことを特徴とする包装装置。
2. 前記制御機構は、フィルム張力が所定値かそれ以上の場合には前記接点を分離し、フィルム張力が所定値よりも低い場合には前記接点を再接続することを特徴とする請求項１記載の包装装置。
3. 前記制御機構は、軌道（３）内にあり、前記軌道の少なくとも１区分に設置されるガイドプロフィール（２４）からの制御を受けるように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の包装装置。
4. 前記制御機構は、前記制御機構が制御される位置に基づいて、軌道（３）に沿って回転する少なくとも１つの車輪（２３）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の包装装置。
5. 前記駆動機構は、軌道（３）に沿って回転し、前記制御機構によって軌道（３）から離れて後ろ向きに移動可能である少なくとも１つの車輪（１６）を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の包装装置。
6. 前記駆動機構は、フィルム張力が所定値かそれ以上の場合、フィルム（９）が被包装物の周囲に供給される方向に、フィルムロール（８）の回転を可能にするように設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の包装装置。
7. 前記軌道に沿ってフィルム供給装置を駆動するように順に設けられる駆動機構に関して、前記駆動機構が分離していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の包装装置。
8. 前記駆動機構のための駆動力源は、フィルム供給装置（１）と、前記接点を介して同時に駆動機構の動作を保持するように設けられる軌道（３）との間の相互運動であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の包装装置。
9. 前記制御機構はレバー（２０）の組を含み、該レバー（２０）の組に駆動機構（１６，１７，１８，２２）が連結され、該レバー（２０）の組の位置はフィルム張力に左右される力の作用によって制御されるように設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の包装装置。
10. 前記制御機構がフィルム張力を検知するための手段（１０）を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の包装装置。
11. フィルム張力を検知するための手段（１０）はカムロール（１０）を含み、該カムロール（１０）は、フィルムロール（９）に対向して設置され、その位置はフィルム張力の力の作用に左右されることを特徴とする請求項１０記載の包装装置。
12. 包装装置のためのフィルム供給装置であって、包装装置は環状の軌道（３）を有し、該軌道（３）に沿ってフィルム供給装置が移動するように設けられ、フィルム供給装置（１）は、少なくとも、
    フィルム供給装置（１）に、回転するようにフィルムロール（８）を固定するための手段と、
    供給手段（１２，１３，１４，１５）であって、該供給手段を通してフィルム（９）が所定のフィルム張力で被包装物の周囲に供給されるように設けられる供給手段（１２，１３，１４，１５）と、
    フィルム（９）がフィルムロール（８）上に巻き戻される方向にフィルムロール（８）が回転するように設けられ、駆動機構（１６，１７，１８，１９，２２）と軌道（３）との間の機械的接点（２６）によって、その駆動力を受けるように設けられる駆動機構（１６，１７，１８，１９，２２）とを備える、包装装置のためのフィルム供給装置において、
    フィルム供給装置（１）はさらに、
    前記接点を分離するように、および再接続するように設けられる制御機構であって、フィルム張力に基づき、もしくは前記軌道上のフィルム供給装置（１）の場所に基づき、またはこれら両方に基づいて制御される制御機構（１０，１１，２０，２３）を含むことを特徴とするフィルム供給装置。
13. 前記制御機構は、フィルム張力を検知するための手段（１０）を含むことを特徴とする請求項１２記載のフィルム供給装置。
14. 前記制御機構は、軌道（３）からその制御を受けるように設けられることを特徴とする請求項１２または１３記載のフィルム供給装置。

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